大直徑混凝土圓柱模施工工藝

　　大直徑混凝土圓柱模施工工藝【1】

　　摘 要：外觀感強的大直徑混凝土柱在大型公共建筑和橋梁工程中大受歡迎，而在大直徑混凝土圓柱的施工中，傳統的鋼模因其質量大，現場拼接比較困難，加之其模具間存在接縫，澆注成型的混凝土圓柱表面效果差;而普通的拼接木模則由于其施工復雜、周轉次數低，造成資源的浪費的同時感觀較差而不被推廣使用。

　　本文結合淮安大劇院工程的施工實例，采用一種新型復合柱模板，具有結構簡單、制作容易、拆裝方便、周轉率高、造價較低、施工效率高、成型效果好等優點，現就相關材料和施工工藝進行介紹。

　　關鍵詞：淮安大劇院工程;大直徑混凝土柱;復合木模;施工工藝

　　1 工程概況

　　淮安大劇院工程位于淮安新城核心區塊，翔宇大道以東、枚皋中路以北。

　　工程地上建筑面積為26935 �O，地下建筑面積為2902�O， 總建筑面積為29837�O。

　　主體為框架剪力墻結構，建筑主體高度(主舞臺頂)為32.6m。

　　工程主要為1236座乙級劇院及配套服務用房，外形新穎、結構復雜，如一朵藝術之花綻放在淮安新城，屬于淮安市重要的地標性建筑。

　　本工程入口大廳處呈橢圓形分部16根直徑1200mm混凝土圓柱，承擔著整個前廳上部鋼結構及拉索幕墻的重力。

　　且本工程質量標準為省優質結構，混凝土柱的質量也就成了保證混凝土結構優質的關鍵，而要想保證混凝土的澆筑質量，其模板體系也將成為關鍵的一環。

　　2 施工工藝

　　2.1 工藝原理

　　圓柱模由兩片或多片弧形模板組合拼裝而成，模板兩邊接口處有凸槽或凹槽，可以使模板嚴絲合縫，即能穩定加固，又有防止漏漿的作用。

　　模板施工過程中外加固定鋼帶，不但韌性好而且強度高，而所采用的樺楊木等材質又保證了模板的韌性和強度，抵消混凝土對模板的沖擊力，保證澆筑過程中不會爆模;而且模板表層有環氧樹脂覆膜，采用的是增強拉絲高溫高壓工藝，保證了模板具有足夠的強度并且不易變形，有一定的透氣性能還兼顧光滑防水，澆筑出的混凝土柱成型極好，視覺及手感極佳。

　　2.2 施工工藝流程

　　施工工藝：模板設計、加工→定位放線→拼裝模板→安裝水平固定卡或水平鋼帶→加固接口位置→垂直度校正→模板保護→混凝土澆筑→拆模板

　　2.3 施工操作要點

　　(1)模板設計、加工。

　　依據圖紙設計要求提供數據給廠家，廠家根據使用情況進行優化后加工。

　　(2)定位放線。

　　在柱模板安裝前，根據結構圖和原始坐標點采用全站儀極坐標法進行準確定位，測設出柱模板的外邊線及外側控制線，以此作為依據，同時在柱的上中下設置3道定位鋼筋。

　　(3)拼裝模板。

　　1)拼裝模板前應進行柱截面內混凝土處理，首先鑿毛，其次剔除松動石子及浮漿，最后用水沖洗干凈。

　　若底部不平整還要提前用砂漿找平。

　　2)拼接模板時要注意錯位安裝，在柱高超過三米，模板的上下兩塊模板需要錯開安裝，錯位安裝既可以保證柱模的安全性也能保證其垂直度和整體性。

　　(4)安裝水平固定卡或水平鋼帶。

　　圓模板拼裝完成后，每間隔30cm安裝一道柱箍固定卡，保證模板拼裝的牢固可靠。

　　固定卡安裝時用鋼尺對模板進行測量標記，在標記點上釘上小釘子(注意保證水平度)。

　　安裝固定卡或鋼帶時把它放在釘子上，就可以保持固定卡的安裝水平度。

　　固定卡上每一個螺絲擰緊度都要保持一致，這樣即可保證鋼帶松緊度的一致性從而保證了施工安全。

　　模板加固完成后，注意模板的底部應離開地面5-10mm，用水泥砂漿填縫，避免漏漿。

　　(5)加固接口位置。

　　由于模板是錯位安裝，在上下模板水平接縫處的位置一定要用固定卡或鋼帶進行加固，鋼帶要水平覆蓋住接縫部位，而且接縫位置在加固鋼帶的中央，這樣可以增強模板的整體性和防止漏漿。

　　(6)垂直度校正。

　　模板安裝完成后，須用吊線(鉛錘儀)和鋼尺采用平行線投點法檢查柱模板的垂直度，若不合格要將圓柱模板重新校正，使其滿足規范要求。

　　(7)模板保護。

　　鋼帶安裝好以后，要在模板四周垂直加規格相同的四個木方，并用四根鋼管固定木方，這樣既對模板保護，又可以緩沖振動棒的壓力，使澆筑的混凝土柱外觀效果更好。

　　(8)混凝土澆筑。

　　圓柱混凝土應該分層澆筑，且每層厚度不得大于50cm;澆筑高度超過3m時應采用串筒澆筑。

　　圓柱超過7m時應分兩次澆灌 ，間隔時間為30-60分鐘。

　　(9)拆模板。

　　模板拆除順序應遵循先支后拆、后支先拆的原則。

　　逐次拆掉加固在模板外側的鋼管、木方、固定卡，此時模板將自然張開，若有少許沒有張開的模板，需要在接縫位置用木棍輕輕敲擊，模板就與混凝土分離， 禁止使用工具撬開模板。

　　3 材料與設備

　　主要材料：圓柱木模、木方、卡箍、鋼帶、鋼管等

　　主要機具：全站儀、鋼尺、電焊機、扳手、墨斗等

　　圓柱木模板屬于建筑工程技術領域內一項新型材料，這種模板是按模數制作的定型式模板，利用膠合板的彎曲性，通過高溫高壓定型為不同的弧度和長度，從而用于曲面建筑物，解決了曲面建筑模板成型難的問題。

　　其主要選用優質樺楊木為主體材料，表面材料采用防水性強的酚醛樹脂浸漬紙。

　　同時以先進的加工工藝支撐的酚醛覆膜、經過專用定型熱壓機高壓定型，通過二次滾涂環氧樹脂，經過遠紅外烘干流水線表面處理而成。

　　模板表面光潔平整，具有膠合力強，重量輕，抗膨脹壓力強度大，防水性好等優點。

　　4 結語

　　該工藝大量節約勞動力和減少材料浪費，還在很大程度上增大了構件外觀質量，縮短施工周期，得到了甲方、監理和質監部門的一致好評，順利通過了結構驗收并獲得市優質結構證書。

　　在為企業贏得社會聲譽的同時，也獲得了一定的經濟效益。

　　我們及時進行了歸納、總結，完善了大直徑現澆混凝土柱的施工要點及質量控制要點，為同類型公共建筑及具有類似結構的工程提供了一定的借鑒，可以在以后的工程施工中發揮一些作用。

　　大直徑頂管工程施工工藝及方法【2】

　　【摘 要】本文以武漢市楊春湖地區高壓線路遷建友誼大道隧道頂管工程為例，對大直徑頂管工程施工工藝及方法進行了分析，本文通過對該類工程的設計施工過程的中遇到的各類問題進行了總結分析，希望本文的分析為大直徑頂管工程施工的施工規劃做出的有益的幫助。

　　【關鍵詞】工程施工;大直徑;頂管工程

　　1、引言

　　隨著我國城市化進程的不斷推進，地下空間的利用和開發受到越來越多人們的重視。

　　頂管法作為一種暗挖施工技術，是一種在不挖開表層土地的基礎上，完成管道敷設的技術，其技術優勢獨特，具有無可比擬的優點，得到越來越廣泛地應用。

　　但是頂管法施工不可避免地會引起地下和地面土體的移動，在土中產生附加應力。

　　當土體位移過大時，將對周圍建(構)筑物和鄰近地下管線構成危害，因此，頂管工程是隧道類工程中難度較大的工程，其工程難度較大，本文以武漢市楊春湖地區高壓線路遷建友誼大道隧道頂管工程為例，對大直徑頂管工程施工工藝及方法進行了分析。

　　2、大直徑頂管工程的原理及施工控制難點

　　2.1 頂管工程的原理

　　頂管施工就是借助于主頂油缸及管道中繼站的推力，把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直頂至接收井內。

　　與此同時，也把緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在兩井之間。

　　在頂進過程中，通過工具管或掘進機平衡正面土體的壓力，同時通過管道將機頭內掘進的土體運出井外。

　　2.2頂管工程的特點

　　(1)設備的專用性較高，對設備的依靠程度大

　　每一項頂管工程均需根據其管徑、壁厚和地質情況等設計制造該工程的專用設備。

　　即使同一直徑的頂管，也會因地質條件不同而選用不同切土形式、不同循環方式和不同止水結構的頂管機。

　　(2)具有一定的風險性，必須技術超前

　　頂管工程是地下工程，一旦遇到地質與設計不符、頂管機頭故障或滲漏進水等意外情況，處理起來比地面復雜，甚至不可收拾而使整個工程失敗。

　　要求善于總結、技術超前、對可能出現的問題更有預見性，從而避免意外和風險出現。

　　2.3頂管工程的施工控制難點

　　頂管為非開挖施工，因此在施工過程中對以下幾點進行控制。

　　(1)根據不同地質選擇頂管機和刀盤。

　　在頂管施工中，對地質情況的了解至關重要，不同的地質對頂管機和刀盤都有較高的要求，也是整個工程施工的成敗關鍵點。

　　在實施頂管工程之中，要在探明地質情況后正確的選擇設備是頂管施工成敗的基礎。

　　(2)克服長距離頂管施工過程中磨阻力不斷增大的影響以及頂力的損失。

　　(3)頂管施工穿越軟硬不均土層時可能出現軸線偏移，頂管起拱、機頭下沉等現象的控制。

　　3、大直徑頂管工程施工工藝及方法

　　3.1 工程簡介

　　武漢市楊春湖地區高壓線路遷建友誼大道隧道頂管工程位于青山區友誼大道建設十路和王青公路之間，原設計方案為開挖土體后，施工鋼筋混凝土箱涵。

　　后由于地下障礙物的影響和保護周邊建筑物等原因，將部分地段調整為頂管施工。

　　本工程頂管內徑為D3000mm，外徑為D3600mm，頂管分為友誼大道段和三環線段，友誼大道共兩段長度分別為530m和420m，由二座工作井和一座接收井相連接組成。

　　三環線段總長397m，由一座工作井和一座接收井相連組成。

　　其中，頂管管節中心線標高位于地面以下約-9.3m處，頂管管節直徑為3.6m，壁厚30cm，混凝土強度等級為C50，抗滲等級為P10，頂管外接頭處設置有兩道環狀楔形橡膠圈;工作井和接收井底標高(刃腳底部處)位于地面以下-15.5m處，底板頂標高為-12.3m，混凝土強度等級為C30，抗滲等級為P8，壁厚為1m。

　　3.2 主要工程施工工藝及方法

　　3.2.1沉井施工

　　(1)工程概況

　　本工程工作井、接受井采用沉井施工法施工，沉井施工采用水泥攪拌樁止水，同時結合深井降水法進行挖土下沉干施工。

　　接收井、工作井井壁分二次澆筑，二次下沉，冷縫連接采用預埋鋼板止水。

　　(2)主要工藝流程

　　地基處理基坑測量放樣降水井布設刃腳墊層施工立井筒內模和支架鋼筋綁扎立外模和支架澆搗混凝土養護及拆模封砌預留孔鑿除墊層挖土下沉沉降觀察沉井到位混凝土封底綁扎底板鋼筋澆搗底板混凝土混凝土養護沉井四周注漿。

　　3.2.3頂管施工

　　(1) 概況

　　頂管管徑為DN3600，管節為2.5m一根，混凝土強度等級為C50，抗滲等級為P10，頂管外接頭處設置有兩道環狀楔形橡膠圈。

　　三環線頂管總計397m，管徑為DN3600，頂管施工穿越粉質粘土和淤泥質粘土，水平直線頂進。

　　(2)頂管工藝的選擇

　　DN3600 管道主要穿越地質為粉質粘土層和淤泥質粘土層，根據我單位長期施工的經驗和各種頂管機頭的優劣來分析，三環線頂管采用泥水平衡頂管工藝，該工藝適用土質范圍較廣，沉降較小，進度較快。

　　正常頂管時，頂管機及管道內的操作均由地面操作者完成，所有的操作元件均由電纜、油管集中至地面操作室進行控制，所有運行數據由電纜傳輸信號至地面操作室以便操作者監控并發出操作指令。

　　頂管機能持續自動地記錄其各種狀態及管道線路的位置等數據。

　　自動記錄系統包括泥土和地下水壓力，機頭傾斜、旋轉，糾偏狀態，前進速度，頂進長度，泥水壓力、刀盤扭矩，頂進負荷，及中繼間運作等。

　　此系統在自動系統出現故障時能手動監測，以保證管道在自動系統的修復過程中能繼續前進。

　　(3)頂管主要的施工方法

　　(1)頂管出洞、進洞技術

　　A、頂管出洞

　　頂管出洞是指頂管機和第一節管從工作井中破出洞口封門進入土中，開始正常頂管前的過程，是頂管的關鍵工序，也是容易發生事故的工序。

　　頂管出洞前在洞口安裝止水出口器，出口器由內徑略小于管節外徑的橡膠密封圈和內徑略大于管節外徑的鋼法蘭組成。

　　頂管機頭在井內管床就位，調試完畢，作好出洞的一切準備后，便將機頭穿進橡膠密封圈頂入預留的洞中，首先將洞口的磚墻切磨機頭隨之頂入土體中間。

　　同時在機頭與洞口的縫隙中注滿膨潤土泥漿，以潤滑管道，支護土體。

　　頂管出洞對操作者要求也很高，這是因為出洞時頂管機未被土體包裹，處自由狀態，而使頂頭出洞的主千斤頂頂力是巨大的，因此，控制操作哪怕出現少量不均勻或土質不均勻，使各千斤頂的行程不等，也足以使頂頭和第一節管子偏離設計軸線。

　　此時的土體難以對機頭

　　產生較大反力，難以對機頭起到導向約束作用，故此時產生的偏差很難糾正，甚至是糾不過來的。

　　因此，出洞頂進時一定要注意，用激光經緯儀隨時測量監控，保證頂頭和第一節管子位置正確。

　　采用上述洞口結構和周密的操作技巧，可避免出洞這一關鍵工序中可能出現的諸多問題，確保頂管出洞萬無一失。

　　頂管機下方兩側設有止退插銷，在頂管機出洞時，當千斤頂松開時應插入止退插銷，防止頂管機被土壓力向后推回。

　　B、頂管進洞

　　頂管進洞，是指一段管道頂完，頂管機破進洞口封門進入接收井，并作好頂管機后一節管與進洞口的密封聯接的過程。

　　頂管機進洞前也應對洞口外土體進行防滲注漿，并留有足夠的固化時間。

　　頂管機進入加固土體并到達洞口外側時，割除鋼封門，將頂管機頂入接收井。

　　(3)膨潤土泥漿減阻及置換

　　優質膨潤土泥漿具有良好的觸變性與潤滑性，將其壓到管外壁，包裹住管子，可大大減小管外壁與土壤間的摩阻力。

　　若壓漿技術得當，壓漿管分布合理，膨潤土質量好，摩阻力可大為降低。

　　注漿孔應合理分布，機頭及其后面10節管每節都設有注漿孔，使泥漿及時填充管壁與土間的全部空隙(機頭外徑比管節外徑大20mm，故有空隙)，其后逐步過渡到每3節管加設一節帶有注漿孔的管節，及時補漿，使全線管壁都包裹在泥漿套中。

　　注漿管節分為四孔出漿的A型管和三孔出漿的B型管兩種，間隔布置。

　　頂力在控制值之內十分重要。

　　若頂力過大，會帶來一系列問題，各方面的控制都會困難，故膨潤土泥漿壓漿絕不可輕視。

　　(4)中繼間的應用

　　1)中繼間工作原理

　　本工程頂管距離較長，且該地區土質有一定遇水膨脹性，因此頂管施工必須使用中繼間。

　　中繼間把一次頂進的管道分成若干個推進區間。

　　在頂進過程中，先由若干個中繼間按先后程序把管子推進一小段距離后，再由主頂油缸推進最后一個區間的管子。

　　中繼間的結構主要由殼體、油缸、密封件等組成。

　　中繼間油缸的供油方式有兩種：一是利用主頂油泵通過高壓供油管把壓力油供到中繼間油缸，另一種是在中繼間附近安裝一臺中繼間油泵。

　　本工程管徑較大，距離較長，采用在中繼間附近安裝一臺中繼間油泵較好，壓力損失很少。

　　2)中繼站使用數量的設計

　　本工程頂管距離較長，且該地區土質有一定遇水膨脹性，因此頂管施工必須使用中繼間。

　　中繼間把一次頂進的管道分成若干個推進區間。

　　在頂進過程中，先由若干個中繼間按先后程序把管子推進一小段距離后，再由主頂油缸推進最后一個區間的管子。

　　目前，頂力計算公式較多，且計算值相差很大，設計中繼站所使用的公式很多時候不能反映實際頂力變化情況。

　　因頂管的不可預見性，影響頂力的隨機因素較多，如沿途地質條件發生變化，常會使頂力發生突然變化，為安全起見，設計中繼站時通常比較保守，一般采取取高保險系數和設計計算時參數按較大情況考慮，綜合考慮技術因素和經濟因素。

　　設計中繼站數量時，總頂力可做如下分配：工具管的迎面阻力由1#中繼站承擔，其余中繼站各承擔其前面管道的阻力。

　　主頂泵站承擔最后一段管道的頂進。

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